JPS591012B2 - ジドウトウカキチヨウセイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数個の直列に接続された調整可能な等化器区
間を持つ等化器が歪を与える媒体を通つて来た与えられ
たテスト信号を受信し、各調整可能な等化器区間がその
大きさが制御信号のレベルによつて制御される周波数応
答函数を持つ改良された自動等化器調整装置に関する。

遠距離のアナログ信号伝送方式においては伝送された信
号の著しい減衰を防止するためにかなりの注意が払われ
なければならない。

このような方式においてこの目的に使用される種々の中
継や等化装置はベルシステムテクニカルジャーナル誌４
８巻第４号（１９６９年４月号）の一連の文献の中に詳
しく述べられている。Ｆ、Ｈ、ブレチヤー他の゛Ｌ−４
同軸方式’’と題するこの一連の論文の第１論文に述べ
られているように階級構造をなす等化装置が典型的に用
いられる。これらの等化装置は比較的に簡単な短い区間
毎に設けられる固定中継器から非常に複雑でもつと長い
区間毎に設けられる調整可能な等化器まである。この型
のシステムにおける調整可能な等化器の目的はその等化
器によつてより扱われる伝送線路のその区間（どのよう
な中間の中継器や等化器が用いられていたとしてもそれ
を含む）が伝送線路の特性のいかなる変化にもかかわら
ず望ましい周波数応答を保償することにある。

通常はその方式の動作帯域の全ての周波数についてその
線路が所定の一定振幅の周波数応答を持つことが望まし
い。調整可能な等化器の中で最も広く用いられている形
のものはいわゆるバンプ等化器である。この型の等化器
は同軸方式に用いられており、ペルシステムテクニカル
ジャーナル誌の上記した号のＦ．Ｃ．ケルコース他によ
る゛等化と主局の中継器”と題する論文に議論されてい
る。一般的にバンプ等化器は複数個の独立に調整できる
直列に接続された等化器回路網すなわち区間を含んでい
る。理想的にはこれらの区間の各々の周波数応答はその
応答の振幅が調整可能である所定の比較的狭い周波数帯
域（実効帯域と呼ぶ）を除いてシステムの動作帯域全体
にわたつて平坦で一定である。各々の等化器回路網すな
わち区間の周波数応答の振幅はそれが調整可能である範
囲では単一の制御量、すなわち信号によつて決定される
。各等化器区間はその実効帯域の周波数の応答を調整す
るために使用される。その実効帯域がシステムの伝送帯
域全体σこわたつて分布した数個の区間を利用すること
に″よつてその伝送帯域の任意の部分においてその等化
器によつてとり扱われる伝送線路によつて生じた信号の
歪みはその伝送帯域のその部分の等化に影響を与える１
つ、あるいはそれ以上の等化器区間を適切に調整するこ
と′こよつて訂正することができる。全体の信号歪みを
測定し、バンプ等化器の数個の区間を制御する信号を発
生するためのいくつかの型の装置が知られている。

例えば上述したペルシステムテクニカルジャーナル誌の
ケルコース他の論文に示されている等化器制御装置は等
化器区間の実効帯域は互いに排他的であり、各区間はそ
の周波数がその区間の実効周波数帯域の中にある単一の
パイロツト信号のレベルをもとにして各区間が調整可能
であるという仮定に基づいて動作する。極めて広帯域の
通信方式や極めて高周波で動作する方式においては、上
述した手段によつて可能であるよりはより完全に近い等
化を実現することが必要である。

特にその区間の実効帯域の外では各等化器区間の周波数
応答は完全に平坦でもなければ一定でもないという事実
を認識することが必要になつてくる。この結果として信
号歪を減少するためには全体の信号歪みと動作周波数ス
ペクトルの各部分に対する各等化器区間の効果の間の連
立方程式から等化器の制御を決定しなければならないこ
とになる。実際のシステムにおいてはいくつかのパイロ
ツト周波数における信号歪みとその周波数に効果のある
等化器区間を関連づけるか、あるいはいくつかの周波数
帯域における信号歪みの平均値とそれらの周波数帯域に
わたつて平均化された等化器区間の効果を関連づけるか
することによつて行なわれる。後者の方法の方が全体の
システムの周波応答を円滑ｌこする傾向があるので後者
の方が望ましい。上述した方法のいずれにおいてもその
効果は特に後者の方法においてはいくつかの等化器回路
網、すなわち区間の周波数応答函数に関する正確な知識
が利用できることに依存していることは明らかである。

全体の信号歪みに対するそれ自身の効果を補正するため
に如何に等化器を調整するかを決定するのに使用するた
めには正確で最新の各等化器区間の応答に関するデータ
が利用できなければならないので、これらの函数が等化
器装置が調整されるにつれて、また経年変化によつて、
また周囲環境の変化によつて変化するので問題が生ずる
ことになる。本発明ｌこ従えば、上述の問題は等化器の
出力信号に応じて複数個の所定の周波数領域の各々にお
ける信号の歪みによつて各々がそれぞれ制御される第１
の複数個の出力信号を発生する誤差検出回路と、それぞ
れの調整可能な等化器区間の入力および出力信号に応動
してそれぞれの等化器区間の応答によつて各々がそれぞ
れ制御される第２の複数個の出力信号を発生する回路と
、第１、および第２の複数個の出力信号に応動して第３
の複数個の出力信号を発生する処理回路と、第３の複数
個の出力信号に応動して、それぞれ調整可能な等化器区
間の周波数応答函数の大きさを制御するためそれぞれの
制御信号のレベルを調整する調整回路とを含む改良され
た自動等化器に従つて解決される。

本発明の原理に従えば等化器のいくつかの区間の周波数
応答函数は伝送方式の動作周波数帯域の本質的に全ての
周波数について各等化器区間の前および後の試験信号の
レベルを比較することによつて決定される。

従つて本発明の特徴は等化器を制御するのに使用するた
めにこれらの区間の周波数応答函数に関するデータを発
生するために等化器のいくつかの区間を監視するための
調整可能な等化器を制御するための装置を提供すること
にある。

本発明の１つの利点に従えば、バンプ等化器のいくつか
の区間における周波数応答函数を判定し、等化器を調整
するのに適切な信号を発生するためにこれらの信号を使
用することができる調整可能な等化器制御装置によつて
広帯域アナログ伝送方式の等化を改良することができる
。

本発明の他の特徴に従えばそれ自身の周波数応等函数の
変化に応答する調整可能な等化装置が提供される。

本発明のさらに他の特徴に従えば安定な調整可能な等化
装置が提供される。本発明の図示の実施例の原理に従え
ば調整可能な等化器制御装置は複数個の周波数帯域の各
々においてバンプ等化器の各セクシヨンの効果を判定す
る手段を含む。

この情報は全体の信号の歪みを減少するようにいくつか
の等化器区間を制御するための信号を発生するためにこ
れらと同じ、あるいは同様の周波数帯域の各々における
全体の信号の歪みを表す信号を処理するのに使用される
。システムの安定度を保償し、最適の等化に至る収束を
速めるために本発明の原理に従つて本発明の等化器制御
装置の種々の変更が可能である。本発明の他の特徴、性
質、および種々の利点は図面を参照した以下の説明によ
つてより明らかになるものと思われる。

第１図においては遠隔の端局６および１２が同軸ケーブ
ル区間８と調整可能な等化器１０からなる広帯域アナロ
グ伝送方式によつて接続されている。

これら二つの構成部分の伝達函数、すなわち周波数応答
函数をそれぞれＨ（ω）およびＦ（ω）で表す。等化の
目的は端局６と１２の間の周波数応答を全体に平坦にす
ること、すなわち正規化された形ではシステムの周波数
帯域のω全体にわたつてＨ（ω）１１Ｆ（ω）ｌ→１
（１）であることを保障するためである。

等化器１０は当業者には周知の原理に従つて構成されて
おり、複数個の別々に調整可能な直列に接続された等化
器区間（たとえばケルコース他の上述した論文に示され
た形のボーデ等化器）１０−１ないし１０−ｎを含んで
いる。

等化器区間１０−１ないし１０−ｎはそれぞれ周波数応
答函数Ｆ１（ω，ρ１）ないしＦｎ（ω，ρｎ）を持つ
ている。ここでρ，，ρｎは区間１０−１ないし１０−
ｎを制御するのに用いられる複数個の信号量である。一
般的にいつて周波数応答函数の各々Ｆμ（ω，ρμ）は
対応する制御量（ρμ）とは独立な正規化された周波数
応答函数Ｆμ（ω）によつて特徴づけられる。

各々の正規化された応答函数Ｆμ（ω）は従つて対応す
る周波数応答函数Ｆμの形を指定し、一方制御量ρμは
そ函数の振幅を指定する。上に簡単に述べたように等化
器区間１０−１ないし１０−ｎは周波数応答函数（Ｆμ
）の各々の振幅が所定の比較的狭い周波数帯域（すなわ
ちいわゆる等化器区間の実効帯域）の対応する制御信号
量（ρμ）によつて一次的に影響され、その領域の外で
は比較的一定であるように選択されている。

このような等化器区間はバンプ型の周波数応答函数を持
つている。従つてこの装置のためのバンプ等化器はいく
つかのこのようなセクシヨンからつくられている。式（
１）を満足するために第１図の装置は端子６および１２
において周期的に切断され、試験と調整すなわち等化の
ためにサービスを離れる。

この動作の一部として掃引信号発生器１４は、所定の一
定振幅と変化する周波数を持つ信号であつてその周波数
が動作周波数帯域の一方の端から他方の端に単調に変化
する信号を与える。以下詳細に議論するように等化プロ
セスにおいては１つ、あるいはそれ以上のこのような掃
引が必要である。後の議論の便利のためにごのような掃
引と計算のために時間間隔Ｔが必要であり、それにむか
つて調整が行なわれると仮定する。上述した掃引信号が
線８に与えられると誤差検出器１６が複数個の誤差信号
ε，ないしεｎを発生し、その各々の誤差は、端子１２
における信号レベルが、ｎ個の所定の周波数帯域のおの
おのにおける所望の出力信号レベルＶＲからはずれた偏
差に比例している。

従つて誤差信号ε，ないしεｎは複数個の所定の周波数
帯域の各々における等化器１０の信号歪みを表すもので
ある。誤差検出器１６は二つのアナログ信号レベルを比
較し、ｎ個の所定の時間間隔にわたつてその結果を積分
できる任意の装置でよい。適当な信号源（図示せず）に
よつて発生され、信号レベルの必要な比較を実行するの
に適したレベルを持つ基準信号が端子ＶＲを経由して誤
差検出器に与えられる。上述した積分の限界は周知の方
法、例えば掃引信号発生器１４の動作と同期して積分の
タイミングをとることによつて決定すればよい。このよ
うな目的の装置は周知であり、図面を不必要に複雑化す
るのを避けるために図示していない。もちろん、誤差信
号ε，ないしεｎは以下に述べるようなこの後の処理に
最も有利な形式をとればよく、このためにはアナログ形
式でもデイジタル形式でもよい。議論の便宜上、誤差信
号ε１ないしεｎはデイジタル形式すなわちデイジタル
的に符号化された信号量として処理装置２０に与えられ
るものであると仮定する。以上述べた装置に類似した装
置は米国特許３５７３６６７および３６３３１２９に述
べられている。

これらの特許に述べられた方式においては、上述した信
号ε１ないしεｎに比例した誤差信号が多かれ少かれ直
接的にバンプ等化器の種々の区間を制御するのに用いら
れる。すなわち、これは等化器区間の実効帯域が相互に
排他的であることを仮定していて、各誤差信号が、一つ
の等化器区間を制御する。従来技術の上述の議論に述べ
られているように本発明の原理に従うより正確な等化が
頻々必要である。このより正確な等化は以下に議論する
等化問題のより完全な解析にもとづいて行なわれる。解
析的には誤差信号ε１ないしεｎのおのおのは以下の形
を持つ関係によつて与えられる。

ｎ εｉ＝Ｘｉ＋ Σ Ｂｉμρμ （２）１ μ
ｍ１ ここでＸｉはケーブル区間８によつて生じ、周波数帯域
１にわたつて積分すなわち平均化された信号歪であり、
Ｂｉμは周波数帯域１にわたつて積分されたすなわち平
均化された等化器区間μの正規化された周波数応答関数
Ｆμ（即ち例えばＢＢで表わした減衰量）であり、ρμ
は先に定義したように等化器区間μの振幅を制御する量
である。

なお式（２）は次のようにして求められる。

まず誤差信号εｉは、誤差検出器の対数特性（こうした
装置が対数特性をもつことは当業分野では周知である）
を考慮すると、εｉ−１ｎＩ端子１２における出力電圧
１−ＶＲここで１ｎはｎを底とする対数、ＶＲは基準電
圧を示す。

ところでｌ端子１２の出力電圧１−１Ｈ（ωｉ）１Ｆ（
ωｉ）Ｉ ：端子６の入力電圧１であるから、εｉ＝１
ｎ｛ＩＨ（ωｉ）ＩＩＦ（ωｉ）入力電圧１｝−ＶＲ εｌ＝１ｎ｛１入力電圧１｝＋１ｎ｛川（ω１）Ｉ｝＋
１ｎ｛１Ｆ（ωｌ）１｝−ＶＲいまＶＲ＝１ｎ｛Ｉ入力
電圧１｝とおけば、εｌ＝１ｎ｛１Ｈ（ωｌ）Ｉ｝＋１
ｎ｛ＩＦ（ωｉ）：｝ （ａ）ここで１ｎ｛１Ｈ（ω
ｉ）１｝は、ケーブル区間８の周波数帯域１にわたつて
積分即ち平均化した減衰量（例えばＤＢで表示）であり
、１ｎ｛１Ｈ（εｉ）ｊ｝＝Ｘｌ （ｂ）とお
くことができる。

等化器区間がｎ個あるとすれば、 μｍＮ Ｆ（ωｉ）＝ １１Ｆμ（ωＩ，ρμ）であるから、μ
＝１μｍＮ ｌｎＩＦ（ωｉ）ｌ＝ Σ ρμＢｉμ （ｃ）
μ＝１そして（ｂ），（ｃ）式を（ａ）式に代入すると
、前述の式（２）が得られる。

なお項ρμＢｉμが導入されたのは、バンプ型等化器、
例えばボーデ等化器の応答Ｆ（ωｉ）の間に通常は対数
目盛で制御量ρμに関し近似的にリニアの関係があるか
らである。

等化器区間の実効帯域は相互に排他的であるという従来
の仮定と異なり、式（２）は実際に起ることを示してい
る。

すなわち、各等化器区間μは各周波数帯域１の誤差信号
に影響を与える。制御されるべき等化器区間と同じだけ
の数の量εがあると仮定しているから（１もμも１とｎ
の間の値をとる）式（２）で例示した方程式は次のよう
な連立方程式となる（ｎは等化器区間の数）。ε１０Ｘ
１＋Ｂｌｌρ１＋Ｂｌ２ρ２＋１０゛＋Ｂｌｎρｎこれ
を行列式で表わすと次のようになる。

〔ε〕−〔Ｘ〕＋〔Ｂ〕〔ρ〕 （３）ここで
、〔ε〕，〔Ｘ〕および〔ρ〕はそれぞれεＩ，Ｘｉお
よびρμのベクトルであり、〔Ｂ〕はＢｉμのＮＸｎの
行列である。

行列Ｂおよびベクトルρは特性と等化器区間１０−１な
いし１０−ｎの現在の設定値から知ることができ、ベク
トルεの要素は上述した方法により測定されているから
、式（３）は未知のベクトルＸすなわちケーブルセクシ
ヨン８によつて生じた信号歪みについて解くことができ
る。一度ベクトルＸを決定するとシステムの等化に要求
されるのに従つてベクトルεをゼロにセツトして式（３
）を満足する新しいベクトルρの値を見出すことができ
る。関係（２）および（３）に関してはいくつかの仮定
がありこれが上に概略した等化方法を非常に広い周波数
帯域で動作する伝送方式やあるいは高い周波数で動作し
、そのために等化が特にクリテイカルとなつている方式
において潜在的に不満足なものとする理由となつている
。

例えば各等化器区間の周波数応答の形は動作帯域の全て
の周波数にわたつて対応する制御量ρの値とは独立な正
規化された函数として定義されている。さらに正規化さ
れた函数は時間と共に変化しないことが仮定されている
。実際にはもちろんどのような与えられた等化器の行列
Ｂも時間と共に、また等化器の調整の結果として変化す
る。従つて第１図の等化器には本発明の原理に従う制御
装置が設けられ、これによつてこれらの仮定が除かれ、
それに従つて等化がより厳密に行なわれる。第１図の装
置においては等化器１０は各等化器区間１０−１ないし
１０−ｎの前後、すなわち点ｏないしＶｎにおいてタツ
プがとられている。

掃引信号発生器１４が入力端子６に近い点で線路に掃引
信号を与えると、検出器２２−０ないし２２−ｎが伝送
された信号の点ＶＯないしＶｎｌこあられれたレベルに
比例した出力信号をそれぞれ発生する。検出器２２−０
ないし２２−ｎの各隣接した対における出力信号は比較
装置２４−１ないし２４−ｎの１つで比較されｎ個の等
化器区間の各々における減衰、すなわち振幅効果（すな
わち周波数応答）に比例したｎ個の出力信号を発生する
。これらの比較器出力信号の各々は第１図に抽象的に示
されているように対応する等化器区間の制御量ρの現在
の値の逆数に比例した量だけ減衰器、すなわち掛算器２
６−１ないし２６−ｎの対応するものによつて掛算され
る。制御量ρのような信号を反転する装置は周知であり
、第１図を不必要に複雑化するのを避けるため図示して
いない０各々の掛算器出力信号は対応する等化器区間の
正規化された周波数応答函Ｆμを表す。

これらの信号の各々はｎ個の周波数帯域に対応してｎ個
の周波数帯域にわたつて積分器２８−１ないし２８一ｎ
の１つによつて積分される。ｎ個の周波数帯域について
誤差検出器１６によつて誤差信号εが発生される。従つ
て積分器２８−１ないし２８−ｎの各々は掃引信号発生
器１４によるシステムの周波数帯域の与えられた掃引の
間にｎ個の別々の出力信号量を発生する。積分器２８−
１ないし２８−ｎの各々で行なわれる積分は従つて同時
に誤差検出器１６で行なわれる積分のタイミングと同様
の方法でタイミングをとつてもよい。誤差信号εはデイ
ジタル形式で処理装置２０に与えると仮定しているから
、積分器２８−１ないし２８一ｎの出力量もまたデイジ
タル形式をとつているのが便利であり、そうでなければ
、処理装置２０に与える前に周知の方法でデイジタル量
に変換される。このようにして発生されたＮＸｎ個の量
は式（３）の行列Ｂを表わす。しかしながら、この行列
の要素は各周波数帯域における各等化器区間の実際の現
在の効果から直接に計算されたものであるから、この行
列は上述した仮定の有害な効果はほとんど受けていない
。行列Ｂの要素が発生されるとそれは処理装置２０に蓄
積される。

行列Ｂの発生が完了すると、処理装置２０は関係（３）
によつて与えられる連立方程式を解いて制御量ρ，ない
しρＮＯ）ｎ個の新しい値を得る。これは本質的に上述
した方法、すなわち式（３）をベクトルＸについて解き
、次にベクトルεの全ての要素をゼロに設定してベクト
ルρｌこついて式（３）を再び解く。処理装置２０は従
つて適当なデイジタルデータ処理装置であればよい。制
御量ρ１ないしρＮｆ）ｎ個の新しい値は等化器制御信
号源３０−１ないし３０−ｎに与えられ、その各々が等
化器１０の対応する区間を調整するのに適切な信号を発
生する。

例えばもし等化器１０においてボーデ等化器区間が使用
されていれば、信号源３０の各々は制御可能な電流源で
あり、その出力が対応する等化回路網のサーミスターの
温度を制御する。処理装置２０はデイジタル計算装置で
あるから、電流源３０−１ないし３０−ｎはデイジタル
的に制御可能な電流源であるのが便利である。各電流源
は対応するデイジタル符号化された制御量ρによつて決
定される出力電流を発生する。電流源３０の介々は新し
い制御量が処理装置２０によつて与えられるまで与えら
れた制御量ρの与えられた値を蓄積する蓄積レジスタを
含んでおり、これによつて電流源３０が一度セツトされ
ると連続的に要求された出力電流を供給することができ
るようになる。理論的には充分であるが、以上述べた１
ステツプによる調整プロセスはある種の応用においては
完全な等化を実現しないかもしれない。

これは例えば調整を行なつたことｌこよる行列Ｂの変化
や等化器区間１０−１ないし１０−ｎの制御の再現性の
なさ等によつて生ずることがある。従つて最適の等化を
実行するには調整手順を何回かくりかえすことが必要か
もしれない。すなわち掃引信号発生器１４から何回かの
連続した掃引信号を発生し、各々の後で上述した等化器
区間の再調整を行なうことが最適等化を行うために必要
かもしれない。″ある種の応用においては、等化器１０
とその制御装置の組合せは潜在的に不安定（例えば、行
列Ｂが調整と次の調整の間で変化する。）かもしれず、
上述したシステムを等化する各々の試みの結果として、
現存する調整誤差を補償しすぎて、これによつて等化を
改善するのではなく悪化する可能性がある。このような
場合には上述した手順を繰り返すことによつて等化装置
の調整をますます狂るわせてしまう。本発明の等化方式
の安定性を保証するために各制御ループに所定の利得率
を導入し、システムが等化器１０の１ステツプによる調
整を行なうことができなくしてしまつてもよい。

さらに、システム全体の次数を最小にするには誤差量ε
の各々を等化器１０の２つの連続した設定値のρの値の
間の線形結合に比例するようにすることによつて実現で
きる。従つて調整サイクルｍ−１（これは時間間隔ＭＴ
−Ｔの間に発生し、掃引ｍ−１に対応する）の完了の後
で誤差量εは次の式の関係で制御量ρと関連する。〔Ｇ
〕〔ε（ＭＴ−Ｔ）〕＝〔Ｂ（ＭＴ−Ｔ）〕〔△ρ（Ｍ
Ｔ）〕（４）ここで〔Ｇ〕は制御ループ利得係数の対角
行列〔△ρ（ＭＴ）〕は時間間隔ＭＴ−Ｔと次の時間間
隔ＭＴの間の等化器１０の設定の信号ρを示すベクトル
すなわち〔△ρ（ＭＴ）〕−〔ρ（ＭＴ）〕−〔ρ（Ｍ
Ｔ−Ｔ）〕（５）である。

なお式（４）は次のようにして求める。

いまケーブル８への掃引信号入力を時間間隔Ｔで周期的
に発生させ、時間間隔ＭＴとその前の時間間隔ＭＴ−Ｔ
とを考察する。時間間隔ＭＴの間では、誤差行列は〔ε
（ＭＴ）〕および制御量行列は〔ρ（ＭＴ）〕である。

したがつて、式（３）は、〔ε（ＭＴ）〕＝〔Ｘ〕＋〔
Ｂ〕〔ρ（ＭＴ）） （ｄ）時間間隔ＭＴ−Ｔの間
も同様ｌこ式（３）は、〔ε（ＭＴ−Ｔ）〕−〔Ｘ〕＋
〔Ｂ〕〔ρ（ＭＴ−Ｔ）〕（ｅ）そこで〔ε（ＭＴ）〕
を０に減少させる場合の条件を求める。

まず式（ｄ）において〔ε（ＭＴ）〕Ｏとおくと、
Ｏ＝〔Ｘ〕＋〔Ｂ〕〔ρ（ＭＴ）］（ｆ）式（ｆ）から
式（ｅ）を引くと、〔ε（ＭＴ−Ｔ）〕−〔Ｂ〕〔△ρ
（ＭＴ）〕 （ｇ）ここで〔ρ（ＭＴ）〕は、〔ε
（ＭＴ）〕−０となすための制御ベクトルで〔△ρ（Ｍ
Ｔ）〕＝〔ρ（ＭＴ）〕−〔ρ（ＭＴ−Ｔ）〕である。

もし従来例のように行列〔Ｂ〕が一定であるならば、１
ステツプによる調整で式（ｇ）から計算される制御ベク
トル〔△ρ（ＭＴ）〕をえて誤差をＯとなすことができ
るだろう。しかし実際は行列〔Ｂ〕は各調整に伴ない変
化するから、１ステツプの調整では計算上の調整の一部
がなされるにすぎない。そこで行列〔Ｂ〕を再調整し誤
差〔ε〕が適切に減少するまでもう一度調整がなされる
。そこで、その１ステツプの調整の一部だけがなされる
にすぎないことを表わすために行列−〔Ｇ〕を式（ｇ）
に導入すると、前述の式（４）が得られる。なお式（４
）において行列〔Ｂ（ＭＴ−Ｔ）〕は時間間隔ＭＴ−Ｔ
において測定された行列〔Ｂ〕であり、調整によつて変
化する。即ち式（４）において行列〔Ｂ〕は等化器１０
のある設定と次の設定の間で変化する可能性を示すため
に時間の函数として示されている。〔△ρ（ＭＴ）〕に
ついて式（４）を解くと次式を得る。〔△ρ（ＭＴ）〕
−〔Ｇ〕〔Ｂ（ＭＴ−Ｔ）〕−１〔ε（ＭＴ−Ｔ）〕
（６）制御信号源３０に与える必要のある制御量
ρはもちろん△ρの全ての過去の値を総和することによ
つて決定される。

すなわちｍ 〔ρ（ＭＴ）〕− Σ 〔△ρ（ＲＴ）〕＋〔ρｏ〕
（７）ｒ＝０ここで〔ρｏ〕は信号ρの初期設定値のベ
クトルなお式（７）は、単に、いずれかの時における制
御量の値がそれ以前のすべての調整量と例えばＯであつ
たかもしれない初期値との和であることを示す。

式（６）を式（７）に代入すると次式を得る。

ｍ〔ρ（ＭＴ）〕−〔Ｇ〕 Σ 〔Ｂ（ＲＴ−Ｔ）〕−
１ｒ＝０〔ε（ＲＴ−Ｔ）〕＋〔ρｏ〕 （８）
第１図の装置は本発明の原理に従つて式（８）であられ
される制御函数を実現するために第２図に示すように変
更してもよい。

特に処理装置２０は行列Ｂ（ＭＴ−Ｔ）の逆行列および
ベクトルε（ＭＴ−Ｔ）を対角利得行列（Ｏで掛算する
能力を持つように変更されている。具体的には、処理装
置２０は、各時間間隔の間、積分器２８−１乃至２８−
ｎから行列〔Ｂ〕の要素である係数値を、また誤差検出
器１６から行列〔ε〕の要素を供給されている。

行列〔Ｇ〕の要素である係数値は安定な装置を提供すべ
くあらかじめ決めておくが、処理装置２０はこれらの係
数値を処理して式（４）を解き求める制御ベクトル〔△
ρ（ＭＴ）〕を得る。行列式を解くことは周知の処理装
置、例えば汎用のデイジタル計算機によつて容易にかつ
高い信頼性をもつてなしうることである。なお処理装置
に汎用デイジタル計算機を用いた場合には必要なプログ
ラミングステツプを含めることによつてプログラムは容
易に変更できる。さらに処理装置２０によつて発生され
た量はこの場合には増分調整量であり、計算機４０−１
ないし４０−ｎが第２図に示すように含まれていて連続
した調整サイクルにおける処理装置２０の出力量を加算
し、式（７）に従うそれぞれの制御量ρ１ないしρｎを
発生する。

即ち、（８）式の各間隔ｒにおいて、第２図の処理装置
即ち計算機が〔Ｇ〕〔Ｂ（ＲＴ−Ｔ）〕−１〔ε（ＲＴ
−Ｔ）〕を計算し連続して生じた値が累算器４０−１乃
至４０−ｎによつて累算（即ち加算）され、その現時の
値を行列〔ρ〕の要素、即ち制御量ρ１，ρ２・・・・
・・ρｎとして与える。

等化器区間１０−１ないし１０−ｎが本質的に不安定で
ない場合には全体のシステムの安定性を保証するために
常に充分小さいループ利得が見出される。

適切な利得は経験的に決定される。満足できるループ利
得の組が一度見つかるとこれは固定した行列〔Ｇ〕とし
て第２図の処理装置２０に実装される。第２図のシステ
ム全体を記述する差分方程式はもし本発明の原理に従つ
て式（８）が次式で書ければ安定性をさらに保証するた
めに線形化することができる。

ｍ 〔ρ（ＭＴ）〕−〔Ｇ〕〔Ｂ（ＭＴ−Ｔ〕−１Σｒ＝０
〔ε（ＲＴ−Ｔ〕＋〔ρｏ〕 （９）式（９）は式
（８）に近似する別の式である。

この式は、前記の式（ｇ）に戻り、かつそのときまで〔
Ｂ〕が一定であると仮定したことを思い起こせば導き出
すことができる。即ち、式（ｇ）から〔△ρ（ＭＴ）〕
＝〔Ｂ−１〕〔ε（ＭＴ−Ｔ）〕 （ｈ）この式（ｈ
）と前述の式（７）とから、ｒ−ｍ 〔ρ（ＭＴ）〕− Σ 〔Ｂ〕−１〔εＭＴ−Ｔ）〕＋
〔ρｏ〕ｒ＝０ｒ＝ｍ 〔ρ（ＭＴ）〕−〔Ｂ〕−１Σ〔ε（ＭＴ−Ｔ）〕＋〔
ρｏ〕ｒ＝０次に前述の式（ｇ）についてしたと同様の
理由づけにしたがう。

即ち利得行列〔Ｇ〕を導入し、時間間隔ＭＴ−Ｔにおい
て行列〔Ｂ〕の要素を測定し、計算された制御量が印加
されたとき行列〔Ｂ〕が変化するという事実を考慮する
と式（９）が得られる。式（９）には加算符号の中にだ
けεが表われていることに注意されたい。従つて（９）
は△ρの連続した値ではなく誤差信号εの連続した値の
加算を要求する。ある応用においては式（８）ではなく
式（９）を使用することによつて改善された安定性を得
ることができ有利である。特に式（９）を実現すること
によつて制御ループ利得をより大きくすることができる
ようになり、この結果としてより少ない調整サイクルで
最適の等化が実現できる。第１図の装置は本発明の原理
に従つて式（９）を実現するために第３図に示すように
変更することができる。

第３図は式（９）を実行する手段であり、容易にわかる
ようｌこ、制御量ρ１乃至ρｎは直接累算器を使用しな
いで計算される。しかし連続する入力誤差信号ε１乃至
εｎは累算器４０−１乃至４０ｎによる加算が必要であ
る。第３図の処理装置２０は第２図の処理装置２０と本
質的に同様であり、この処理装置は各々の場合につき同
じ動作を実行することが要求される。しかしながら第３
図の装置において式（９）で示された総和を実行するた
めに累算器５０−１ないし５０−ｎが含まれており、こ
れによつて連続した調整サイクルにおいて誤差検出器１
６で発生された誤差量εを加算し、複数個の累算された
誤差信号を発生する。累算器５０−１ないし５０−ｎに
よつて実行される加算は第２図の装置の累算器４０−１
ないし４０−ｎによつて実行されるそれと類似であるが
その結果として得られる制御動作は線形化されており、
式（９）で示されるように、それｌこよつて土述した利
点が得られる。再び注意すれば必要な制御信号はアナロ
グの手段あるいはデイジタルの手段、いずれかによつて
処理することができる。さらに処理装置がデイジタルモ
ードで動作するように設計されている場合ｌこは信号の
処理のために処理装置に与えるのに便利な場合にはどこ
でもアナログからデイジタルベの変換が行なわれる。本
発明を要約すれば次の通りである。

（１）複数個の独立に調整できる等化器区間を有する等
化器において、該等化器区間の各々の入力および出力信
号に応動して各々が複数個の所定の周波数帯域の各各に
おける該等化器区間の各々の周波数応答にそれぞれ比例
した第１の複数個の出力信号を発生する手段と、該等化
器の出力に応動して各々が該周波数帯域の各々における
該等化器の調整誤差にそれぞれ比例した第２の複数個の
出力信号を発生する手段と：該第１および第２の複数個
の出力信号に応動して各々が等化器全体ゐ調整誤差を減
少するであろう該等化器区間の各々における周波数応答
の振幅にそれぞれ比例した第３の複数個の出力信号を発
生する手段と；該第３の複数個の出力信号に応動して等
化器全体の調整誤差を減少するよう該等化器区間の該周
波数応答の該振幅を調整する手段と；を含む調整可能な
等化器を制御する手段である。

゛）各々がその振幅が制御信号のレベルによつて決定さ
れる周波数応答函を持つ複数個の直列接続された等化器
手段を含む等化器において；該等化器区間の入力および
出力信号に応動して各々が複数個の所定の周波数帯域の
各々における該等化器区間の各々の周波数応答にそれぞ
れ比例した第１の複数個の出力信号を発生する手段と；
該等化器の出力に応動して各々が該周波数帯域の各々に
おける該等化器の調整誤差にそれぞれ比例した第２の複
数個の出力信号を発生する手段と：該第１および第２の
複数個の出力信号に応動して各々が等化器全体の調整誤
差を減少するであろう。

該等化器区間の各々における周波数応答の振幅にそれぞ
れ比例した第３の複数個の出力信号を発生する手段と：
該第３の複数個の出力信号に応動して該制御信号の該レ
ベルを調整する手段とを含む調整可能な等化器を制御す
る手段である。

３）該第１の複数個の出力信号を発生する手段はさらに
；該直列に接続された等化器区間の相互接続における信
号のレベルに応動し、それに比例した出力信号をそれぞ
れ発生する複数個の検出器手段と；額等化器区間の各々
にそれぞれ１つが関連し、各々が該関連する等化器区間
の該相互接続における該信号レベルに応動して該検出器
手段の対の出力信号の間の差に比例した出力信号を発生
する複数個の比較手段と，該比較手段の各々に関連した
増幅手段の１つが各々該関連する比較手段の出力信号を
該関連・する等化器区間制御信号レベルに比例した係数
で割つたものに比例する出力信号を発生する複数個の増
幅手段と；該増幅手段の各々に該積分手段の１つが関連
し、各々が該関連する増幅手段の出力信号を該複数個の
所定の周波数帯域の各々にわたつて積分したものに比例
する複数個の出力信号を発生する複数個の積分手段とを
含むことを特徴とする前記第（２）項記載の装置である
。

（４）調整可能な等化器のいくつかの直列に接続された
区間の周波数応答函数の振幅を制御するための複数個の
制御信号を発生する調整可能な等化器制御装置において
：各々が関連する等化器区間の入力および出力信号レベ
ルに応動して該関連する等化器区間の複数個の所定の周
波数帯域の各々における周波数応答の正規化された振幅
に比例する第１の複数個の出力信号を発生する複数個の
手段と；該等化器の出力信号に応動して該複数個の周波
数帯域の各々における該等化器の調整誤差に比例した第
２の複数個の出力信号を発生する手段と；該第１および
第２の複数個の出力信号に応動して該複数個の制御信号
を発生する手段とを含む調整可能な等化器制御手段であ
る。

（５）該複数個の手段は 該関連する等化器区間の入力信号レベルに応動して該入
力信号レベルに比例した出力信号を発生する第１の検出
手段と；該関連する等化器区間の出力信号レベルに応動
して該出力信号レベルに比例した出力信号を発生する第
２の検出手段と；該第１および第２の検出手段の該出力
手段の該出力信号に応動して該検出器出力信号の間の差
に比例した出力信号を発生する比較手段と；該比較手段
の該出力信号に応動して該比較器出力信号を該関連する
等化器区間制御信号のレベルでわつたものに比例する出
力信号を発生する正規化手段と，該正規化された出力信
号に応動して該複数個の周波数帯域にわたつて該正規化
された出力信号を積分したものに比例する複数個の出力
信号を発生する積分手段とを含む前記第（４）項記載の
装置である。

（６）調整可能な等化器の直列に接続された区間の少く
とも１つの周波数応答函数の振幅を制御するための制御
信号を発生するための調整可能な等化器制御装置におい
て該等化器区間の少くとも１つにおける入力および出力
信号に応動して該等化器区間の該等化器区間の該１つの
所定の周波数帯域の複数個のものの各々における周波数
応答函数の振幅に比例した複数個の出力信号を発生する
第１の手段と；該等化器の出力信号に応動して各々が該
周波数帯域の各々における該等化器の全体の調整誤差Ｃ
こ比例した複数個の誤差信号を発生する第２の手段と；
該第１および第２の手段の出力信号に応動して該制御信
号を発生する第３の手段とを含む調整可能な等化器制御
装置である。

１）該第１の手段は； 該等化器手段の入力信号レベルに応動して該入力信号レ
ベルに比例した出力信号を発生する第１の検出手段と；
該等化器区間の出力信号レベルに応動して該出力信号レ
ベルｌこ比例した出力信号を発生する第２の検出手段と
；該第１、および第２の検出手段の出力信号に応動して
該第１、および第２の検出手段出力信号のレベルの間の
差に比例した出力信号を発生する比較手段と：該比較手
段の該出力信号に応動して該比較器出力信号の出力を該
制御信号のレベルでわつたものに比例した出力信号を発
生する正規化手段と；該正規化された出力信号に応動し
て複数個の周波数帯域にわたつて該正規化された出力信
号を積分したものに比例する複数個の出力信号を発生す
る積分手段とを含む前記第（６）項記載の装置である。

８）調整可能な等化器のいくつかの直列に接続された区
間の周波数応答函数の振幅を制御するための複数個の制
御信号を発生ずるための調整可能な等化器制御装置にお
いて；各々が関連する等化器区間の入力および出力信号
レベルに応動して該関連する等化器区間の複数個の所定
の周波数帯域の各々における周波数応答函数の正規化さ
れた振幅に比例した第１の複数個の出力信号を発生する
複数個の手段と；該等化器の出力信号に応動して該複数
個の周波数帯域の各々における該等化器の全体の調整誤
差に比例した第２の複数個の出力信号を発生する手段と
；該第１および第２の複数個の出力信号に応動して各々
が該周波数応答函数の振幅の各々を全体の調整誤差を減
少するために変化しなければならない量にそれぞれ比例
した第３の複数個の出力信号を発生する手段と：各々が
該第３の複数個の出力信号の内の一つの出力信号に夫々
応動し、該第３の複数個の出力信号の各々の信号の連続
した値を累算して該複数個の制御信号を発生するための
複数個の累算器とを含む調整可能等化器制御装置である
。

（９）該複数個の手段の各々は該関連する等化器区間の
入力信号レベルに応動して該入力信号レベルに比例した
出力信号を発生する第１の検出手段と；該関連する等化
器区間の出力信号に応動して該出力信号レベルに比例し
た出力信号を発生する第２の検出手段と；該第１および
第２の検出手段の該出力信号に応動して該検出器出力信
号の差に比例した出力信号を発生する比較手段と；該比
較器手段の該出力信号に応動して該比較器出力信号を該
関連する等化器区間制御信号のレベルでわつたものに比
例する出力信号を発生する正規手段と，該正規化された
出力信号に応動して該正規化された出力信号を該複数個
の周波数帯域にわたつて積分したものに比例する複数個
の出力信号を発生するための積分手段とを含む前記第（
８）項記載の装置である。

ＡＯ）調整可能な等化器のいくつかの直列に接続された
区間の周波数応答函数の振幅を制御する複数個の制御信
号を発生する調整可能な等化器制御装置において各々が
関連する等化器区間の入力および出力信号に応動して該
関連する等化器区間の複数個の所定の周波数帯域の各々
における周波数応答函数の正規化された振幅に比例する
第１の複数個の出力信号を発生する複数個の手段と；該
等化器の出力信号に応動して該複数個の周波数帯域の各
々における該等化器の全体の調整誤差に比例した第２の
複数個の出力信号を発生するための手段と；それぞれ該
第２の複数個の出力信号に応動してそれぞれが該第２の
複数個の出力信号の累積された値にそれぞれ比例する第
３の複数個の出力信号を発生する複数個の累算手段と；
該第１、および第３の複数個の出力信号に応動して該複
数個の制御信号を発生する手段とを含む調整可能な等化
器制御装置である。

ａ１）該複数個の手段の各々は該関連する等化器区間の
入力信号レベルに応動して該入力信号レベルに比例した
出力信号を発生する第１の検出手段と；該関連する等化
器区間の出力信号レベルに応動して該出力信号レベルに
比例した出力信号を発生する第２の検出手段と；該第１
、および第２の検出手段の出力信号に応動して該検出器
信号の差に比例した出力信号を発生する比較手段と；該
比較手段の該出力信号に応動して該比較器出力信号を該
関連する等化器区間制御信号のレベルでわつたものに比
例する出力信号を発生する正規化手段と，該正規化され
た出力信号に応動して該正規化された出力信号を該複数
個の周波数帯域にわたつて積分したものに比例する複数
個の出力信号を発生するための積分手段とを含む前記第
（自）項記載の装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の調整可能な等化器制御装置のプロツク
図；第２図は本発明の原理に従つて第１図の制御装置の
一部の変更を示すプロツク図；第３図は本発明の原理に
従う第１図の制御装置の他の変更を示すプロツク図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 歪を与える媒体に所定の振幅で印加され該媒体を通
   過してきたテスト信号を受信する複数の直列接続された
   調整可能等化器区間からなる等化器であつて、該調整可
   能等化器区間の各々が制御信号のレベルによりその大き
   さが制御される周波数応答関数を有しているものである
   ところの該等化器、該等化器の出力信号に応動して、複
   数の所定の周波数帯域の夫々における信号歪をその各々
   が表わす第１の複数の出力信号を発生するための誤差検
   出回路、及び該調整可能等化器区間の夫々の該周波数応
   答関数の大きさを制御するべく該制御信号の夫々のレベ
   ルを調整するための複数の入力信号に応動する調整回路
   と含む自動等化器調整装置において；歪を与える該媒体
   に印加され、周波数が該動作周波数帯域の一方の端から
   他方の端に単調に変化する該テスト信号、該調整可能等
   化器区間の夫々の入力と出力信号に応動して、その各々
   が各自の等化器区間についての周波数の応答の振幅を表
   わす第２の複数の出力信号を発生するための回路、及び
   該第１と第２の複数の出力信号に応動して該調整回路へ
   の該入力信号を生成するための処理回路であつて、該入
   力信号の各々が前記信号歪を低減するよう各自の等化器
   区間の夫々の周波数応答の振幅を表わすものであるとこ
   ろの該処理回路とを特徴とする自動等化器調整装置。